Введение
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1 Процессы селективного лазерного плавления, лазерного спекания и описывающие их модели 9
1.2 Модели и механизмы процессов теплопереноса в пористых средах со сложной геометрией 17
1.2.1 Представительный объем 27
1.3 Модели описания фазовых переходов I рода в непрерывных средах 29
1.3.1 Модель двухфазной зоны и ее расширение на случай высоких температурных градиентов и скоростей кристаллизации 30
1.3.2 Модель фазового поля 33
1.4 Модель кристаллического фазового поля 35
1.5 Выводы по главе 1 37
Глава 2. Расчет эффективного теплопереноса в металлических порошках 39
2.1 Физические допущения при реконструкции геометрии пористой среды 39
2.2 Краевая задача теплопереноса 47
2.2.1 Решение обратной задачи теплопроводности 50
2.3 Зависимость эффективной теплопроводности от пористости и дисперсности 53
2.4 Выводы по главе 2 61
Глава 3. Анализ сплавления порошков под действием лазерного излучения в приближении сплошной среды 63
3.1 Физические допущения модели 63
3.2 Физико-математическая модель спекания порошков в приближении сплошной среды в присутствии фазовых переходов 68
3.3 Зависимость скоростей затвердевания и температурных градиентов от режимов лазерной обработки 73
3.4 Выводы по главе 3 79
Глава 4. Модель кристаллического фазового поля для описания формирования фаз при лазерной обработке порошков 81
4.1 Функционал свободной энергии и уравнения модели кристаллического фазового поля 81
4.1.1 Вывод коэффициентов функционала свободной энергии и их связь с фундаментальными параметрами физической системы 90
4.2 Амплитудное представление энергии кристаллических фаз 92
4.2.1 Амплитудное представление для двухмерных структур 93
4.2.2 Амплитудное представление для трехмерных кристаллических фаз 97
4.3 Безразмерные структурные диаграммы в модели КФП 102
4.4 Размерные структурные диаграммы в модели КФП для Fe 115
4.5 Зависимость кристаллической микроструктуры от температурного градиента и скорости охлаждения при СЛП металлических порошков 119
4.6 Выводы по главе 4 121
Заключение 123
Список сокращений и условных обозначений 125
Список литературы 127
Список рисунков 140
Список таблиц 148
Приложение А. Параметры моделирования и теплофизические константы 149
Приложение Б. Сравнение расчетов по спеканию порошка с экспериментом 154
